Résultats de recherche sur l’utilisation d’un revêtement à base de protéines adhésives marines biomimétiques pour la prévention et la réparation du photo-vieillissement cutané

Le photo-vieillissement cutané est l’un des principaux problèmes de santé actuels dans le monde, en particulier pour les personnes qui sont exposées à long terme aux rayons ultraviolets (UV), avec des manifestations telles que la diminution du collagène, l’augmentation des rides, la perte d’élasticité de la peau et un affaiblissement structurel. Ces changements physiologiques affectent non seulement l’apparence des individus, mais augmentent également le risque de complications associées. Cependant, bien que des solutions de traitement telles que les produits solaires, les médicaments topiques (comme les rétinoïdes) et les antioxydants soient déjà utilisées dans la vie quotidienne, aucune stratégie de prévention et de traitement du photo-vieillissement cutané efficace et durable n’existe actuellement.

Face à ces défis, cette étude se concentre sur un nouveau revêtement à base de protéines adhésives marines biomimétiques, en explorant son potentiel dans le domaine de la prévention du photo-vieillissement cutané. Cette recherche a été menée par une équipe dirigée par Bo Xue, dont les auteurs appartiennent au College of Marine Life Science de l’Ocean University of China. L’étude a été publiée en 2025 dans Advanced Healthcare Materials, DOI : 10.1002/adhm.202402019.

Contexte et importance de l’étude

Depuis longtemps, les recherches sur les protéines adhésives marines occupent une place importante dans le domaine des matériaux biomédicaux. Il est bien connu que les protéines issues des organismes marins possèdent des propriétés exceptionnelles d’adhésion humide (wet adhesion) et d’activités biologiques, telles que leurs capacités antioxydantes et leur aptitude à simuler les structures de la matrice extracellulaire (MEC). Ces caractéristiques les rendent particulièrement adaptées à des applications telles que la réparation des plaies et la régénération tissulaire. Cependant, l’adhésion prolongée et la fonctionnalité effective des revêtements dans des environnements humides demeurent un défi.

Dans cette étude, un nouveau revêtement a été développé en utilisant une protéine recombinante naturelle, SBP9𝚫, extraite de la structure filamenteuse du byssus des coquilles Saint-Jacques (scallop byssal protein). L’objectif central de cette recherche visait à explorer les mécanismes de réparation, les impacts sur les comportements cellulaires et le potentiel thérapeutique global de ce revêtement dans la protection contre le photo-vieillissement cutané induit par les UVB.

Aperçu du processus de recherche

L’étude s’est articulée autour des étapes principales suivantes :

1. Préparation et caractérisation du revêtement

La protéine recombinante SBP9𝚫, d’une masse moléculaire d’environ 19 kDa, a été obtenue par clonage et expression dans Escherichia coli. Un processus rapide de séparation de phases combiné à une réticulation ionique avec des ions calcium divalents (Ca2+) a permis de former un revêtement uniforme et dense sur des substrats de verre. Ce revêtement a été caractérisé par des techniques telles que la coloration avec le bleu brilliant Coomassie, la microscopie optique et la microscopie à force atomique (AFM). Les résultats montrent que le revêtement SBP9𝚫 forme une structure 3D poreuse avec des particules de 20 nanomètres et une épaisseur moyenne de 2 micromètres, suggérant un potentiel prometteur pour des applications favorisant l’adhésion et l’extension cellulaires.

2. Évaluation de la biocompatibilité

La biocompatibilité est une exigence essentielle pour les revêtements destinés à la réparation tissulaire. Des tests in vitro réalisés avec des kératinocytes HaCaT, des fibroblastes L929 et des cellules endothéliales HUVEC ont évalué la sécurité du revêtement à l’aide de la coloration live/dead et de dosages MTT. Les résultats montrent qu’après 72 heures de culture, aucun effet cytotoxique notable ou apoptose n’a été observé. La viabilité des cellules L929 a même augmenté en présence du revêtement. Des expériences in vivo sur des souris ont démontré qu’aucune infiltration inflammatoire ni modification pathologique significative n’était observée après 14 jours de traitement des plaies ou 60 jours d’observation.

3. Capacité du revêtement SBP9𝚫 à favoriser les comportements cellulaires

Le revêtement a montré une amélioration des comportements cellulaires essentiels pour la réparation tissulaire, notamment l’adhésion, l’extension, la prolifération et la migration des cellules. Les expériences in vitro ont révélé que les surfaces modifiées avec SBP9𝚫 augmentaient significativement le taux d’adhésion et la surface d’extension des cellules HaCaT en comparaison avec des surfaces témoins et traitées avec de la poly-L-lysine. Une augmentation de l’expression des gènes liés à l’adhésion, comme Integrin β1 et Vinculin, a également été observée. En outre, le revêtement a favorisé la prolifération, avec plus de cellules positives au marqueur Ki67 et une élévation des niveaux d’ARN messager liés à EGF, VEGF et TGF-β1.

4. Effet antioxydant et anti-apoptotique

Des expériences de coloration cellulaire fluorescente et de détection des ROS ont révélé que le revêtement SBP9𝚫 réduisait efficacement l’accumulation intracellulaire de ROS dans des environnements sous stress oxydatif induit par le H2O2. Des réductions significatives de l’expression de protéines pro-apoptotiques (Caspase-3, Caspase-9) et une augmentation des niveaux cellulaires de glutathion (GSH) et de superoxyde dismutase (SOD) ont été observées. De plus, une baisse du malondialdéhyde (MDA), un marqueur de l’oxydation lipidique, confirme l’effet antioxydant du revêtement.

5. Expériences in vivo contre les UVB

Pour valider son potentiel clinique, le revêtement a été testé sur un modèle de souris soumis au photo-vieillissement cutané induit par des UVB. Les résultats montrent que le revêtement protégé efficacement la peau contre la perte de collagène, l’épaississement de l’épiderme et les dommages oxydatifs. Des niveaux accrus de SOD et GSH dans la peau des souris traitées, associés à une réduction de MDA, témoignent de l’activité antioxydante et protectrice du revêtement même après lavage.

Conclusions et perspectives

Cette étude met en lumière les multiples avantages offerts par le revêtement à base de SBP9𝚫 en tant que matériau biomimétique :

1. Promotion des comportements cellulaires : amélioration significative de l’adhésion, de l’extension, de la prolifération et de la migration cellulaires, contribuant à la réparation tissulaire.
2. Effets antioxydants et anti-apoptotiques : élimination efficace des ROS, réduction de l’apoptose liée au stress oxydatif et protection des protéines de la MEC.
3. Application pratique contre le photo-vieillissement : solution adhérente, régénérative et résistante dans des conditions d’exposition prolongée aux UVB.

Points forts de l’étude

1. Développement d’un revêtement innovant pour le photo-vieillissement cutané.
2. Intégration des propriétés des protéines marines et des mécanismes d’auto-assemblage fonctionnalisés.
3. Biocompatibilité élevée et potentiel étendu d’application future.

Le revêtement SBP9𝚫 constitue une avancée prometteuse pour résoudre les problèmes liés au photo-vieillissement cutané et offre des perspectives intéressantes dans le domaine de la régénération tissulaire. Sa valeur commerciale et médicale potentielle est immense.